难加工材料300M超高强度钢（40CrNi2Si2MoVA）具有独特的物理机械性能，使其成为飞机起落架用材，成为继钛合金和高温合金之后的又一航空难加工材料。提高切削加工质量和降低生产成本成为竞争力的关键。因此，针对航空难加工材料以实验为依托进行切削加工性分析，并建立一套关于切削力和切削温度的经验模型，为切削参数优化提供可靠依据，具有重要的理论价值和实际意义。本文首先针对300M钢的难加工特点采用三因素四水平正交实验方法进行车削加工，采用极差分析方法分析切削参数（切削速度v、进给量f和背吃刀量ap）对切削力及切削温度影响规律。通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配及多元线性回归分析建立切削力及切削温度经验模型，通过实验数据对经验模型进行验证，结果显示，经验模型能够较好的预测实验现场情况。其次，对300M钢材料的切削加工性进行了研究,在分析影响切削加工性的因素的基础上，确定切削加工性分析主要从四个方面入手，切削力及切削温度、加工表面质量、切屑情况和刀具磨损情况。提出了改善航空难加工材料切削加工性的主要措施，包括热处理改变材料的物理机械性能、加工条件的改变和新技术的采用，结果显示，热处理方式明显优于其它两种方法。最后，以最小切削力及最低的切削温度，最高生产率为目标函数和最低生产成本为目标函数，以机床加工环境及表面质量等为约束函数，采用改进的NSGA-Ⅱ遗传算法进行切削参数优化。对NSGA-Ⅱ遗传算法(改进的non-dominated sorting in genetic algorithm)进行改进,添加间隔尺度控制因子控制遗传代数，避免迭代不充分造成Pareto空间优化解集非均匀分布和缺解现象，以及过度迭代造成的计算冗余。采用传统遗传算法GA对优化结果进行校验，结果显示，改进的NSGA-Ⅱ能够得到理想的Pareto优化解集。